基于OpenMP大地電磁二維有限元正演模擬.pdf

1、大地電磁測深（MT）是通過采用天然交變電磁場來分析研究地質(zhì)體的電性差異，主要用于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地殼深部探測等方面的一種頻率域電磁勘探方法。隨著大地電磁技術(shù)的不斷發(fā)展，二維、三維正反演技術(shù)的不斷更新，對大地電磁計算精度與效率的要求也不斷提高。目前，已經(jīng)有許多研究在有限元的差值函數(shù)以及解線性方程組的精度上做了改進，而有限元研究區(qū)域剖分的差異還存在誤差影響，同時還存在著在大地電磁正演中求解大型稀疏矩陣線性方程組計算效率的問題，不僅會增加正演的

2、計算時間，而且同時降低了反演的速度，所以并行技術(shù)的使用可以加快正反演的計算速度，提高其運算效率。
　　本文首先全面概括了大地電磁數(shù)值模擬和OpenMP并行計算的國內(nèi)外研究歷史以及現(xiàn)狀，在大地電磁正演中，針對大地電磁正演采用有限單元法進行數(shù)值模擬，本文主要以二維模型為例，首先以頻率域的麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)，詳細推導(dǎo)二維MT正演模擬過程中的邊值問題和變分問題所滿足的微分方程，對研究區(qū)域采用矩形剖分，雙線性插值的插值方法，然后采用變帶寬

3、存儲大型稀疏矩陣并解決線性方程組的求解問題，同時在求解過程中定義TE和TM兩種模式，依據(jù)不同的模式分別編寫計算視電阻率的實用正演程序。
　　在此基礎(chǔ)上，首先研究并行計算的理論與并行方式，從OpenMP并行計算的原理出發(fā)，實現(xiàn)二維大地電磁任意頻點數(shù)的有限元正演模擬及OpenMP并行計算。對于不同頻點之間并行策略的完全對等性，進行多線程并行化。通過對模型的分析，驗證并行計算技術(shù)的正確性，更好地加快運算效率。
　　通過設(shè)計一維均勻